新疆鄯善县帕尔岗铁矿地质特征及成因分析

蒋睿卿，冯友全

（1.新疆鄯善县善开矿业有限责任公司，2.宝钢集团八钢公司矿山管理事业部）

帕尔岗铁矿在新疆鄯善县境内,矿位于鄯善县城173°方位，直距153km，行政区隶属鄯善县。勘查区属低山丘陵地貌，最高海拔为1303m，最低海拔1219m，最大高差84m，一般高差为5～20m，相对高差不大，地形较平坦。矿区划分为4个矿段，由北到南编号依次为：北、中、南、东矿段，全区按TFe边界品位20%进行矿体圈连，共圈定矿体21条。矿石特征为条带状赤-磁铁矿石、致密块状赤-磁铁矿石。通过地质勘查工作,矿床规模为大型,且矿带及矿床深部具有良好的找矿潜力。笔者通过对帕尔岗铁矿地质特征及其成因进行分析，探讨找矿方向，为矿山建设及开采提供依据。

1 区域地质背景

帕尔岗铁矿区位于塔吉克-塔里木陆块区（II），塔里木陆块（II-2），南天山陆缘裂陷盆地（II-2-1），艾尔宾晚古生代残余盆地（II-2-13）内（见图1）。

矿区内整体构造较发育,有断层39条。宏观视之，几条北东向，北西向断裂贯穿全区，相互切割，将全区分割成若干个地段。

岩浆岩主要分布于矿区南部及中部，岩性有上古生代的花岗闪长斑岩呈面状产出，辉绿岩、辉绿玢岩、闪长岩、闪长玢岩等岩脉。

2 矿区地质特征

2.1 地层

根据1：5万区域地质和地质工作所取得的成果，矿区出露的地层从老至新有：青白口系北赛纳尔塔格组第一岩性段，志留系中-下统叉口组第一岩性段及少量第四系。

2.1.1 北塞纳尔塔格组第一岩性段

第一亚段测区内出露岩性为厚层状灰岩与大理岩互层，但常以灰岩为主，未见底界。第二亚段岩性主要为白云质灰岩，测区内出露平均厚度为160m。第三亚段出露岩性以厚层状灰岩为主，夹有条带状大理岩。第四亚段出露岩性为一套灰黑色、细晶灰岩，灰绿色绿泥石石英砂岩以及大理岩透镜体。

2.1.2 志留系中-下统叉口组

该组为工区出露的主要地层，大面积分布于矿区中北部，构成矿区内的主体地层。西部与青白口系北塞纳尔塔格组呈角度不整合接触，北部、东部延出图外。区域上根据本组岩石组合特征可进一步划分为两个段：志留系中-下统叉口组第一段，志留系中-下统叉口组第二段，本次勘查区内仅出露志留系中-下统叉口组第一段。

志留系中-下统叉口组第一段在中部较发育，岩石厚度较大，为一套灰绿色、灰色碎屑岩夹碳酸盐岩建造，主要岩性有灰绿色-灰色变质粉砂岩、变质细砂岩、含砾变质细砂岩、变质砂岩、含砾变质砂岩、变质粗砂岩、含砾变质粗砂岩、绿泥石板岩、绢云母板岩、含铁硅质岩，根据岩石组合特征分为八个亚段。

第一亚段为紫红色绢云母变石英粉砂岩，往东相变为粉砂质绿泥石绢云母板岩。花岗闪长斑岩侵入其中，与上覆地层第二亚段呈整合接触，与北塞纳尔塔格组一段呈角度不整合接触。

第二亚段含绿泥石绢云母变石英砂岩夹变砾岩及绢云母变粉砂岩，顶部常有一层变长石石英砂岩呈透镜状。

第三亚段为灰绿色砂质绿泥石板岩，向东相变成为含铁绢云母石英砂岩。

第四亚段地层在测区分布面积大，厚度稳定，主要为灰绿色绢云母含砾变砂岩，砾石主要成分为灰岩，砾石直径大者达1m，呈椭圆形，泥质胶结，有花岗闪长斑岩侵入，为含矿层的底板岩。

第五亚段为赋矿地层，分布在东西长9km，南北宽5km的范围内，其北矿段岩层走向近东西向，至中矿段变为近南北走向，中矿段东部矿体走向为北西-南东走向，南矿段走向近南北向。顶部为灰白色-灰色含黄铁矿化变粉砂岩夹薄层状细砂岩，中部为红褐色，黑色赤铁-磁铁矿体，中-厚层状，矿体在矿区北部和中部较厚，东部矿层变薄，为赤铁-磁铁混合铁矿石，矿体厚4～20m，最厚72m，局部矿体夹有薄层状磁铁矿石化绿泥石板岩，底部为绿泥石板岩，厚0.5～3m呈不连续产出。

第六亚段分布于矿区中部，地层厚度稳定，该段顶部以灰绿色变质粉砂岩，变凝灰岩为主，长石变砂岩和石英变砂岩透镜体，东部为结晶灰岩，主要为灰绿色绢云母含砾变砂岩，内夹透镜状绢云母板岩和石英变砂岩，偶见有磁铁矿化绿泥石板岩，变砂岩。

第七亚段分布于测区北部，呈带状产出，该亚段顶部为灰绿色粉砂质绢云母板岩，底部为深绿色绢云母含砾变砂岩，砾石多为石英，一般砾径为0.2～2cm,往东相变为灰黄色细粒石英变砂岩，有石英脉，闪长岩脉穿入其中。

第八亚段在测区西北部大面积分布，主要岩性为绢云母含砾变砂岩夹薄层透镜状绿泥石绢云母变砂岩。

2.1.3 第四系

第四系为现代坡积物、冲积、洪积物等，主要分布在矿区南部。

2.2 构造

矿区内断裂构造较发育,共有39条断层。宏观视之，几条北东向、北西向断裂贯穿全区，相互切割，将全区分割成若干个地段。根据产出形态、规模，以及对矿体的破坏程度，将主体断层分为三组。

矿区内地层褶皱构造较发育，从矿区地质图可以看出，整个含矿地层为一大的复式背斜构造，该复式背斜构造由三个背斜和两个向斜组成，背斜紧闭，向斜宽缓；位于矿区北部北矿段N-L1、N-L2号矿体之间发育一个小褶皱，褶皱性质为一背斜，受F1号断层影响，褶皱呈北西倾75°的倒转背斜构造。地层整体走向呈东西向，倾角较缓，在20°～60°，呈单斜构造。

2.3 岩浆岩

岩浆岩主要分布于矿区南西部，受地层严格控制，岩体呈面状产出，少量呈串株状和岩枝状分布。岩性有花岗闪长斑岩呈面状产出,辉绿岩、辉绿玢岩、闪长岩、闪长玢岩等岩脉。岩浆岩属上古生代中酸性侵入岩，主要为花岗闪长斑岩。

2.4 变质作用

矿区内变质作用可分为区域变质作用，动力变质作用。

区域变质作用：矿区变质程度较低，主要表现在西南部青白口系地层发生大理岩化、白云岩化。中部志留系地层发生千枚岩化及片理化，属低绿片岩相。

动力变质作用：主要分布于断裂附近，受压扭性断裂影响，岩石具碎裂结构、糜棱结构，岩石发生牵引拉伸现象。断裂部位岩石颜色杂乱，局部呈条带状分布，形成似流动状构造，次生节理、劈理较发育，破碎较强。

2.5 矿化蚀变

矿体产于中-下志留统叉口组第一段第五亚段，矿化蚀变主要有磁铁矿化、赤铁矿化、绿泥石化、褐铁矿化、孔雀石化、黄铁矿化。

磁铁矿化：为矿区内主要矿化蚀变类型，分布于区内硅质岩中，磁铁矿呈自形、半自形，细粒状，粒径0.05～0.08mm，当磁铁矿富集到一定程度时便形成磁铁矿体。在地表磁铁矿晶体都不同程度氧化为赤铁矿格状体和假象赤铁矿。

赤铁矿化：赤铁矿化主要分布在近地表地段，赤铁矿含量最高可达40%，其形态可分为两种，一种呈自形-半自形显微鳞片状晶体，粒径0.003～0.03mm，在矿石中均匀分布，构成显微鳞片状结构；第二种为假象赤铁矿，含量为5%～22%。

绿泥石化：一般分布于矿体两侧，呈层状产出，少量分布于矿体内部。

褐铁矿化：主要分布于矿体地表露头部位，呈红褐色粉末状、薄膜状分布，与成矿关系较密切。

孔雀石化：主要分布于矿体中沿裂隙侵入的石英脉内，呈翠绿色，粉末状、浸染状零星分布，与成矿关系不密切。

黄铁矿化：主要分布于矿体顶板灰白色变质细砂岩及矿体内石英脉中，呈星点状、细脉浸染状分布，与成矿关系不密切。

3 矿区物性参数分析

对分析工区内岩（矿）石物性参数统计结果（见表1），指导工区内的磁异常划分及分类、岩性分区、磁测异常的优选及成果解释。

表1 物性参数统计表

表1矿区物性参数测定结果表明：绿泥石板岩、矿石具有磁性，同一种岩性磁性变化较大，磁性不均匀，离散性较大，岩石具有中、高磁异常特征。根据经验铁矿石磁性最强，可表现为强的磁性特征。综合分析勘查区铁矿石与岩石有很强的磁性差异，可形成明显的高磁异常，易于区分。

北矿段磁异常总体特征：根据磁测工作成果，粉砂岩和大理岩没有磁性或具弱磁性，所以可以肯定北部异常为矿体引起，北矿段圈定2个独立磁异常，而每条测线的极大值的连续即为矿体的延伸方向。以本次磁测资料为基础结合地质资料、钻探资料综合推断，矿体在地表反映为串珠装出露的磁铁矿体在覆盖下是连续的，而在深部可能是连接在一起的同一矿体。因此推断，矿体南北宽约600m，东西长约2 000m，整体向北倾，倾角约为70°。

中矿段磁异常总体特征：本矿段为矿床的主要地段，矿体位于矿床中部。该矿段由4个似板状矿体组成，这四个矿体均高出地表20余m。沿走向地表断续出露长度2281m，走向由近南北向转为南东东向呈弧形分布。该矿段内出现四个高精度磁异常区域，根据异常特点，可以推断矿体倾向北，而北面出现较大的负值，还由于矿体延伸后磁化方向的结果。从异常强度分析，砂岩和板岩不可能产生这样强的异常，因而认为在一定程度上矿体相变为含铁质成分的岩石，从这特点也可能是表示了断层存在的可能性，根据以上收集的资料共同推断，矿体南北宽约1500m，东西长约2300m，整体向北倾，倾角在20°～40°。

南矿段磁异常总体特征：本矿段大小异常2个，分布在南北长5km，东西宽4km的范围之内。本矿段异常主要变化比较频繁，在强度上略小于北、中矿段，主要受到大的断层作用及小的断裂和褶皱的影响，使矿体复杂化。根据异常特点及构造关系，矿体向下延伸不大。矿体南北宽约1300m，东西长约800m，整体北倾，部分东倾，倾角在40°～50°。

东矿段磁异常总体特征：本矿段异常1个，分布在南北长1km，东西长2km的范围之内。本矿段异常主要变化比较稳定，在强度上略小于其它矿段，根据异常特点，可以推断矿体倾向北，而北面出现较大的负值，是由于矿体延伸后磁化方向的结果。矿体高出地面1～5m，地形坡度和矿体倾角相近。根据异常特征推断，矿体南北宽约500m，东西长约1500m，整体向北倾，倾角在50°～70°。

4 矿床特征及成因分析

4.1 含矿层及其围岩

本区赤铁-磁铁混合铁矿体产于中-下志留系叉口组浅变质碎屑岩系的第一段第五亚段中，含矿层分布在矿区东西长6km，南北长4km的范围内。含矿岩性以含铁硅质岩为主，颜色为灰白色，深灰色，颜色因杂质含量不同而变化，硅质岩与赤铁-磁铁混合铁矿交互呈层分布，岩石致密坚硬，隐晶质集合体，化学硅质岩，具贝壳状断口；赤铁-磁铁混合铁矿，为深灰-灰黑色，微细粒晶质结构，块状、条带状构造，微粒0.01～0.3mm，呈厚2～30mm的平行层，弱磁性。

矿体底部为绿泥石板岩，深绿色，板状，显微纤维变晶结构，变余泥状结构，成分主要由绿泥石组成（80%），绿泥石呈微细的纤维变晶，其间有星点状分布的粒状石英（10%）、方解石（2%），与矿层呈整合接触关系，界线清楚，产出厚度0.5～3m，分布广泛，厚度变化较小，为矿体底板的标志层。矿体上部出露岩性为含黄铁矿化变粉砂岩夹变细砂岩，地表岩石具强片理化，整合于矿层之上，厚度一般为50m，分布广泛而稳定，内见绢云母，纤维片状，结晶程度较差。

4.2 矿床特征

（1）含矿岩性以含铁硅质岩为主，颜色为灰白色、深灰色，颜色因杂质含量不同而变化，硅质岩与磁铁矿交互呈层分布，岩石致密坚硬，隐晶质集合体，化学硅质岩，具贝壳状断口；磁铁矿为深灰-灰黑色，微细粒晶质结构，块状、条带状构造，微粒0.01～0.3mm，呈厚2～30mm的条带，强磁性。

（2）主要矿体呈条带状、块状，矿层顶板为一套厚度大约50m的灰白色含黄铁矿变粉砂岩夹变细砂岩，矿层底板为深绿色绿泥石板岩，较稳定，是矿体底板的标志层，该亚段底部为灰黑色含砾变砂岩，砾石主要为灰岩，砾径最大可达1m。

（3）铁质成分由磁铁矿、菱铁矿、赤褐铁矿、硫化铁、硅酸铁组成，各组成成分之间发生一定的交代变质作用，TFe品位在25%～30%，品位较低，规模大，产状稳定。

（4）矿区内变质作用较强，可分为区域变质作用，动力变质作用。

区域变质作用：矿区变质程度较低，主要表现在西南部青白口系地层发生大理岩化、白云岩化。中部志留系地层发生千枚岩化及片理化，属低绿片岩相。

动力变质作用:主要分布于断裂附近，受压扭性断裂影响，岩石具碎裂结构、糜棱结构，岩石发生牵引拉伸现象。断裂部位岩石颜色杂乱，局部呈条带状分布，形成似流动状构造，次生节理、劈理较发育，破碎较强。

4.3 矿床成因

本区矿床成因属于沉积-变质型铁矿床之变质铁硅建造铁矿。此类矿床的铁、硅等成矿物质来源与海底火山活动有关。在火山活动的间歇期火山喷气及热液活动频繁，不仅将从火山碎屑岩及熔岩中淋滤出来的大量硅铁物质带入海水，而且使喷发区海底水体转变为富含Cl-、SO42-、CO2-离子的酸性、还原性水体，此种水体有利于成矿物质保持溶解状态和富铁基性火山物质的海解作用，从中汲取铁、硅等成矿物质。

当此种富成矿物质的深部海水随海水对流循环上升至陆架浅海环境时，由于海水pH值、Eh值上升，硅、铁以玉髓、菱铁矿、铁硅酸盐、磁铁矿及赤铁矿等形式沉积成矿（图2）。由于季节性的变化和铁质与硅质沉积分异作用形成富铁的、富硅的和泥质的韵律型条带状构造。在后期变质过程中矿体及矿石矿物发生了重结晶、重组合和强烈的变形。

5 矿石类型

根据矿石特征，按照结构构造分类对本矿石进行了自然类型划分，可分为条带状赤铁-磁铁混合铁矿石、块状赤铁-磁铁混合铁矿石。

条带状赤铁-磁铁混合铁矿石：灰色微带浅棕色,微细变晶结构，条带状构造，由磁铁-赤铁矿为主组成的宽条带，厚度一般为5～50mm，最厚可达0.5m，在矿层之间夹有绿泥石硅质岩的窄条带，绿泥石厚一般为5～30mm，硅质岩一般厚10～50mm，与矿层呈相间平行的排列形成了条带状构造。

块状赤铁-磁铁混合铁矿石：灰黑色，微细变晶结构，交代残留结构，岩石的95%被磁铁-赤铁矿交代，为他形粒状，粒度约为0.1mm，局部有褐铁矿化，残留矿物约占5%，为棱角状石英细砂屑及鳞片状、针状绢云母，残留于磁铁-赤铁矿粒隙间，岩石裂隙被碳酸盐交代。

磁性铁变化情况：根据抽取南矿段主矿体的化学样品做磁性铁平均品位变化统计，地表矿中MFe的平均含量为17.38%，统计样品件数138件，深部矿体中MFe的平均含量为17.87%，统计样品件数236件，地表矿与深部矿MFe的平均含量差值为-0.49%。可以看出地表矿磁性铁与深部矿磁性铁的含量基本没有变化（表2）。

矿体围岩及夹石：经统计矿体顶板一般为含黄铁矿变粉砂岩、变细砂岩、绿泥石板岩，底板为含绿泥石变粉砂岩或绿泥石板岩，北矿段、中矿段、南矿段、东矿段矿体夹石数量为0～2层，结构简单（表3）。

表2 磁性铁平均品位变化统计表

表3 矿体夹石统计表

6 结束语

（1）找矿方向及标志：沿走向分布的强磁异常是今后找矿的方向及标志；变质中基性火山-沉积岩建造及中酸性火山-沉积岩建造是今后找矿的方向及标志；地表氧化形成铁的氧化物及氢氧化物是今后找矿的方向及标志。

（2）由于矿区内地势平坦地段覆盖较厚，造成构造判别困难，对矿区内构造控制程度略有不足，在今后的矿山建设及生产开采工作中要加强这方面的研究工作，以避免产生的不利影响。

（3）勘查区内各矿段铁矿体（层）顶、底板岩石稳固性属差-中等的类别、部分属坏的类别，工程地质条件中等。主矿体（层）大部均位于勘查区地下水位以下，在此状态下各矿体（层）顶、底板岩石因受地下水的影响，强度略有降低，且遇水易软化、泥化。因此，在今后开采过程中，各巷道中应加强对矿体（层）顶底板的管理。

[1]新疆鄯善县卧龙岗1：5万地质矿产调查报告，1997.

[2]新疆鄯善县帕尔岗一带1：5万地质矿产调查报告，2005.

[3]新疆维吾尔自治区岩石地层，2008.

[4]新疆成矿单元划分及其成矿基本特征,2012.